利用IGM纤维的莱曼阿尔法发射在紫外波段绘制低面亮度宇宙

宇宙中很大一部分重子物质位于星系际介质的纤维结构中。然而，这些纤维的低面亮度使得除环星系介质（CGM）中非常特殊的区域外，尚无法直接探测。本文中，我们模拟了星系际介质（IGM）纤维的莱曼阿尔法 ${\rm (Ly\alpha)}$ 发射的强度与空间涨落，并讨论了下一代空间仪器在紫外波长探测低面亮度宇宙的前景。从高精度N体模拟出发，我们得到暗物质密度涨落，并假设重子与暗物质粒子遵循相同空间分布而将二者关联。IGM的热与电离状态由UV背景模型以及氢氦气体的相关冷却过程设定。随后考虑复合与碰撞激发过程估算 ${\rm Ly\alpha}$ 发射率。我们发现，通过这些纤维的 ${\rm Ly\alpha}$ 发射探测它们完全在下一代紫外空间仪器能力范围内，因此应在未来十年内实现。密度场中填入暗晕和星系并估算其 ${\rm Ly\alpha}$ 发射。星系被视为前景，因此我们讨论了从观测图中降低其污染的方法。最后，我们估算了UV连续谱背景作为 ${\rm Ly\alpha}$ 发射线红移的函数，并讨论了该连续谱如何影响观测。